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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국에너지기술연구원 Korea Institute of Energy Research |
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연구책임자 | 김종규 |
참여연구자 | 윤재호 , 이동원 , 허재혁 , 김민휘 , 김득원 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2019-09 |
과제시작연도 | 2018 |
주관부처 | 국토교통부 Ministry of Land, Infrastructure, and Transport |
등록번호 | TRKO202000003053 |
과제고유번호 | 1615010407 |
사업명 | 국토교통연구기획(R&D) |
DB 구축일자 | 2020-05-02 |
1. 사업개요
◦ 사 업 명 : 2030 에너지 환경 변화 대응 건축, 도시 에너지 최적화 기술개발
◦ 총사업비 : 0.96억 원 (정부 0.96억 원, 민간 억 원)
◦ 사업기간 : 2018년 12월 ~ 2019년 8월 (8개월)
◦ 사업목적 : 건축, 도시 에너지 최적화를 위한 ‘기술개발 및 실증사업 조성’
◦ 추진주체
- 주관부처: 국토교통부
- 전문기관: 국토교통과학기술진흥원
◦ 사업목표 : 건축, 도시 에너지 최적화 기술
- 2030 에너지 환경변화에 대응한 건물 및 도시 에
1. 사업개요
◦ 사 업 명 : 2030 에너지 환경 변화 대응 건축, 도시 에너지 최적화 기술개발
◦ 총사업비 : 0.96억 원 (정부 0.96억 원, 민간 억 원)
◦ 사업기간 : 2018년 12월 ~ 2019년 8월 (8개월)
◦ 사업목적 : 건축, 도시 에너지 최적화를 위한 ‘기술개발 및 실증사업 조성’
◦ 추진주체
- 주관부처: 국토교통부
- 전문기관: 국토교통과학기술진흥원
◦ 사업목표 : 건축, 도시 에너지 최적화 기술
- 2030 에너지 환경변화에 대응한 건물 및 도시 에너지의 최적화 기술 개발을 위한 사업 추진 타당성 검토 및 사업 추진체계 수립
◦ 추진근거
- 과학기술기본법 제11조(국가연구개발사업의 추진)
- 국토교통과학기술육성법 제8조(연구개발사업의 추진)
- 제6차 건설기술진흥기본계획(2018~2022)
- 제1차 국토교통과학기술 연구개발 종합계획(2018~2027)
- 제4차 국가과학기술기본계획(2018~2022)
- 혁신성장을 위한 사람 중심의 4차 산업혁명 대응계획(21개 범부처, 2017.11)
- 건설산업 혁신방안(경제관계장관회의, 2018.6)
- 스마트 건설기술 로드맵(국토교통부, 2018.10)
◦ 주요 사업내용
- (중점분야1) 친환경 고효율 지역냉난방연계 건축설비 기술
• 건물 에너지절감과 더불어 도시차원의 실내외 미세먼지 저감과 재실자의 열쾌적을 동시에 만족시킬 수 있는 기술 개발 필요
• 제로에너지 미세먼지-free형 차세대 HVAC 기술
• 친환경 차세대 지역냉난방 기술
• 패시브/액티브 하이브리드 건물에너지 최적화 기술
- (중점분야2) 건축/도시 신재생 기술 고도화
• 고효율 에너지 절약 건물을 위해서는 새로운 개념의 에너지 생산형태의 외피시스템 기술이 필요
• 건물 외피 일체형 신재생에너지 기술
• 건축물 대상 신재생 기술 고도화
- (중점분야3) 스마트 녹색 리빙랩 구현
• 건축물 에너지 최적화를 위한 실시간 성능 및 거주성 중심의 건물에너지 최적관리 기술로서 개발형 플랫폼 기반의 건물운영 관리 및 AR/VR을 활용하는 건물 관리, 운영 및 유지관리 패키지 기술필요
• 건축물 에너지 모니터링 및 분석 통합관리 기술
• 중소형 건물에너지 관리기술
• 성능기반 건물에너지관리기술
- (중점분야4) 스마트 녹색 커뮤니티 리빙랩 구현
• 커뮤니티 단위의 에너지 통합관리를 위한 스마트 진단 및 분산형 에너지 최적 운영 기술개발 및 이를 이용한 수요대응용 열 및 전기 에너지 전환· 저장·공유 기술 필요
• 커뮤니티 단위 에너지 최적화 설계
• 커뮤니티 에너지 모니터링 및 분석기술
• 커뮤니티 단위 에너지 전환, 저장, 공유 기술
2. 배경 및 필요성
□ (산업) 제로에너지빌딩을 ‘8대 에너지 신사업’으로 선정 등 급성장 중
◦ 정부는 제로에너지빌딩을 '8대 에너지 신사업'으로 선정해 2025년 신규 건축 면적의 50%를 제로에너지건물로 건축할 경우 연간 260만 톤 온실가스 감축 및 18만명의 고용효과 기대
◦ 2016년 11월 4일, 신기후체제 'Post2020'이 발효되었고, 우리나라는 하루 앞선 11월 3일 파리협정 비준동의안이 국회를 통과해 도쿄의정서(Tokyo Protocol) 2차기간이 만료되는 시점인 2020년 이후, 2030년까지 37%의 온실가스 감축의무를 달성해야 함
- 개정된 '녹색건축물 조성 지원법'이 2017년 1월 20일 시행에 들어가면서 '제로에너지건축물(ZEB) 인증제'도 본격화 될 전망
□ (경제) 국내 제로에너지빌딩 시장 정체, 스마트 시티 시장 급성장 중
◦ 2010년 이후 선진국뿐만 아니라 중동 산유국과 중국, 인도 등 개발도상국도 스마트 도시 구축을 강력히 추진하고 있어 관련시장이 급속히 성장 중임
- 인구 1천만명 이상의 메가시티도 2014년 28개에서 2030년 41개로 확대될 전망
○ 세계 에너지 트렌드는 전기화(에너지 전환) 및 도시화라고 할 수 있으며 이로 인해 국내에서는 3020 정책이행, 스마트시티 구축, 수소 경제 도입, 미세먼지 저감 등의 이슈가 있음
◦ 세계 도시 중 인구가 천만 이상인 메가 시티가 2013년 23개에서 2025년 37개로 늘어날 전망이며 그 영향으로 스마트시티 시장이 빠르게 성장할 것으로 기대됨
□ (사회) 신축 도시의 공급량 저하에 따른 기존 도시 리모델링 수요 증대와 미세먼지 해결 및 재생에너지 공급 요구 증대
◦ 신도시 건설이 2030년 이후 급격히 축소되며, 기존 건축물에대한 리모델링을 통한 에너지자립 요구가 증대됨
◦ 대기 미세먼지에대한 건물 내 재실자 건강을 위한 대책 필요
◦ 재생에너지원 증대를 통한 친환경에너지 공급 증대를 위해서는 새로운 해법 필요
□ (기술) EU를 중심으로 제로 및 플러스에너지 스마트 시티 개발에 투자를 확대하면서 미래시장 선점 중
◦ EU Horizon 2020 research 중 Smart Cities and Communities (SCC1)를 통해 2019년까지 40개 주요도시와 53개의 보조도시에 대한 연구 프로젝트가 진행되어오고 있음
◦ 블록 및 지구(district)단위의 플러스에너지화, 건물·사용자·대규모 에너지시스템 간의 에너지 거래 및 공유, 그리고 전기차의 수용성 증대를 위한 에너지 시스템을 중점으로 구현함
□ (정책) 선진국은 제로에너지건축을 넘어 도시단위 제로에너지화를 위한 중장기 계획을 수립하고, 온실가스 감축 및 지속가능에너지 확대를 위한 정책 추진 중
※ EU(2030 Climate and Energy Policy Framewor), 일본(저탄소, 건강한 라이프 스타일과 행동변화를 위한 정책) 등
◦ 국내에서도 국토교통부를 중심으로 제로에너지건축물 보급확산 방안을 발표하면서, 지구단위 제로에너지 시범사업 추진 및 다양한 유형의 건축물 맞춤형으로 제로에너지건축 확산 추진 중
□ (종합) 국내 건설산업의 산업구조를 근본적으로 개선하고, 재생에너지기반 제로 에너지건축물 활성화와 재실자의 건강을 위한 건축 패러다임 변화 및 건물에너지의 도시로의 확장을 통해 국가 경쟁력을 높이기 위해서는 「2030에너지 환경변화 대응 도시 및 건물에너지 최적화기술 개발」 추진을 통한 기술혁신 필요
3. 본 사업 적용 범위
□ 적용 대상
◦ 도시 및 건물에너지 최적화 기술의 종합적 실증을 고려하여 ‘스마트시티 국 가시범도시’를 주요 대상으로 하되, ‘도시 재생’, ‘스마트시티’ 및 ‘신 규 공공주택단지‘ 전반을 대상으로 함
- 제로/ 플러스에너지 주택 및 공동주택 등으로 구성되어 커뮤니티, 도시의 에너지자립을 높이고자 하는 도시재생 또는 신규 주택 단지
- 스마트시티에서 보건, 치안 등 에너지와 관련되어있지 않은 부분에 대한 개발은기존 R&D사업이나 신규 기획과제로 진행하고 있어 본 사업의 적용 범위에서배제
□ 적용 범위
◦ 기존 도심 도시재생 뉴딜사업에 따른 광장, 폐교, 공공시설 등의 공간을 이용하여 신재생에너지 공급 허브로 활용
- 주변 노후 건축물의 리모델링 기술적용 및 에너지 효율 향상
- 에너지 허브 시스템 주변의 주택, 상가 등으로 에너지 공급
- 주차공간 확보와 전기차 충전 인프라 설치로 건물 및 교통에너지 공급 가능
◦ 도시재생 기술 활용 및 실증
- 대학 건물의 노후화에 따른 리모델링 및 제로/플러스에너지 건물화 작업
- 이를 통한 도시 적용 리모델링 기술, 외피기술 등의 실용화
- 주거형 건물, 공공건물, 상업건물 및 수송 등의 다양한 이용조건, 에너지 규모 등의 실증
◦ 건축에너지 확대를 통한 도시에너지 제로화 구현
- 제로/플러스에너지 주택 및 공동주택으로 구성되어 전체 에너지 자립율 확보
- 미세먼지, 환기, 신 냉난방 기술 및 건물일체형 신재생에너지 기술 적용 및 실증
- 커뮤니티 단위의 에너지 네트워크, 저장, 전환 기술의 적용 및 실증을 통한 기술 확보
- 건물단위 성능기반 에너지 관리기술 적용과 이를 포함한 도시단위 에너지 관리기술 실증
6. 기대효과
□ 과학기술적
ㅇ 재생에너지기반 스마트시티 조성 및 운영과정에서 생산되는 모든 정보의 디지털화를 통해 국내 스마트 건설기술의 경쟁력 확보 및 기존 도시에 대한 재생에너지기반 도시재생 기술 확보를 통해 해외 수출 활로 확보 가능
- 도시단위의 제로에너지화를 위한 친환경 고효율 지역냉난방 연계 건축설비 기술 확보
- 다양한 도시 유형에 대한 제로에너지화를 위한 재생에너지기반 차세대 지역냉난방 리모델링 기술 확보
- 도시단위 패시브/액티브 하이브리드 에너지 시스템 최적화 기술 확보
- 건물 신재생에너지의 도시단위 확대를 위한 건물 일체형 신재생에너지 기술고도화
- 다양한 건물 유형 맞춤형 신재생에너지 설치 및 활용 기술 확보
- 노후화 건물의 제로에너지화를 위한 신재생에너지 적용 기술 및 냉난방시스템리모델링 기술 확보
- 건축물 리모델링을 통한 에너지 최적화 분석 기술 확보
- 건축물간 에너지 연계 및 거래 기술 확보를 통한 신산업 창출 기대
- 신도시의 에너지최적 시스템 설계 기술 및 노후화 도시의 제로에너지화를 위한 도시재생 설계 기술 확보
- 커뮤니티 단위 에너지 전환, 저장, 공유 기술 확보에 따른 신도시 및 노후화 도시의 도시 경쟁력 확보
- 재생에너지 기반 다양한 에너지 공급뿐만 아니라 에너지 효율 측면에서 도시단위 에너지 수요관리를 통한 열/전기 에너지 이용 효율 극대화 가능
- 다양한 미활용 및 재생에너지원으로부터의 에너지 공급에 따른 SPC 활성화 및 분산에너지 사업자를 통한 에너지 공유 및 거래 시장을 위한 기술 확보
□ 경제·산업적
ㅇ 스마트 시티로의 패러다임 전환기에 재생에너지 기반 제로에너지건축 및 신개념 집단에너지 기술 활용으로 새로운 비즈니스 모델 및 일자리 창출 효과 기대
- 제로에너지도시화를 통한 재생에너지 및 에너지 효율화관련 신산업 창출
- 건물뿐만 아니라 도시단위의 에너지 수요관리/생산/공급 산업 활성화에 따른 신산업 활성화 및 일자리 증대
- 정부 및 지자체 중심의 에너지전환 정책 주도에서 에너지 SPC의 적극적인 참여 및 활성화로 다양한 민간중심의 에너지전환 산업 증대
- 도시단위 에너지 리모델링 시장 관련 신산업 창출 및 건물에서의 신재생에너지 중심 리모델링 시장 활성화와 일자리 증대
- 재생에너지시장이 국민의 새로운 자산으로 인식되면서 건물 및 도시단위 재생에너지 활성화를 민간주도로 선순환 확장
- 현재 건축산업이 신도시, 신축 공동주택 개발에 치우친 한계를 뛰어넘어 재생에너지중심의 리모델링 시장으로 변화되면서 건축산업 활성화 및 새로운 국가성장동력 창출
- 국내 제로에너지도시 관련 건축 산업의 역량 강화를 통해 해외 진출 및 주요제로에너지도시 선도국가와 경쟁에서 우위를 점할 수 있는 기회 마련
- 다양한 미활용 및 재생에너지원으로부터의 에너지 공급에 따른 SPC 활성화 및 분산에너지 사업자를 통한 에너지 공유 및 거래 시장 활성화에 다른 새로운 에너지 시장 창출
(출처 : 요약문 4p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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